Que retenir du programme de Première S - SVT

Que retenir du programme de Première S - SVT
Thème 1 - B
La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle
Les grandes lignes de la tectonique des plaques ont été présentées au collège. Il s’agit, en s’appuyant
sur une démarche historique, de comprendre comment ce modèle a peu à peu été construit au cours
de l’histoire des sciences et de le compléter. On se limite à quelques étapes significatives de l’histoire
de ce modèle.
L’exemple de la tectonique des plaques donne l’occasion de comprendre la notion de modèle
scientifique et son mode d’élaboration. Il s’agit d’une construction intellectuelle hypothétique et
modifiable. Au cours du temps, la communauté scientifique l’affine et le précise en le confrontant en
permanence au réel. Il a une valeur prédictive et c’est souvent l’une de ces prédictions qui conduit à la
recherche d’un fait nouveau qui, suivant qu’il est ou non découvert, conduit à étayer ou modifier le
modèle. La solidité du modèle est peu à peu acquise par l’accumulation d’observations en accord avec
lui. Les progrès techniques accompagnent le perfectionnement du modèle tout autant que les débats
et controverses.
L’interprétation actuelle des différences d’altitude moyennes entre les continents et les océans
La différence d’altitude observée entre continents et océans reflète un contraste géologique.
Les études sismiques et pétrographiques permettent de caractériser et de limiter deux grands types de
croûtes terrestres : une croûte océanique essentiellement formée de basalte et de gabbro et une
croûte continentale constituée entre autres de granite.
La croûte repose sur le manteau, constitué de péridotite.
Objectifs et mots clés. La découverte des deux lithosphères est l’occasion de fournir aux élèves les
données fondamentales sur les principales roches rencontrées (basalte, gabbro, granite, péridotite).
(Collège et seconde. Première approche de la croûte et de la lithosphère.)
L’hypothèse d’une expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux
Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux
thermique permettent d’imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à
l’axe des dorsales, conséquence d’une convection profonde.
La mise en évidence de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des
dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d’inversion des pôles magnétiques (connus
depuis le début du siècle), permet d’éprouver cette hypothèse et de calculer des vitesses
d’expansion.
Objectifs et mots clés. Cette étude est l’occasion de fournir aux élèves les données fondamentales sur
le magnétisme des roches (magnétite, point de Curie).
Le concept de lithosphère et d’asthénosphère
Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de
leur profondeur s’établit selon un plan incliné.
Les différences de vitesse des ondes sismiques qui se propagent le long de ce plan, par rapport à
celles qui s’en écartent, permettent de distinguer : la lithosphère de l’asthénosphère.
L’interprétation de ces données sismiques permet ainsi de montrer que la lithosphère s’enfonce dans
le manteau au niveau des fosses dites de subduction.
La limite inférieure de la lithosphère correspond généralement à l’isotherme 1300° C.
Objectifs et mots clés. Distinction claire des notions de : lithosphère, asthénosphère, croûte, manteau,
subduction.
Un premier modèle global : une lithosphère découpée en plaques rigides
À la fin des années soixante, la géométrie des failles transformantes océaniques permet de proposer
un modèle en plaques rigides. Des travaux complémentaires parachèvent l’établissement de la
théorie de la tectonique des plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales),
décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents avec ce
modèle géométrique.
Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, dont la position ne
correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques lithosphériques
au-dessus d’un point chaud fixe, en première approximation, dans le manteau.
Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive
Le modèle prévoit que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la dorsale. Les
âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forage sous-marins
JOIDES) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des
plaques.
Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d’après le paléomagnétisme et les
alignements de volcans intraplaques). Avec l’utilisation des techniques de positionnement par
satellites (GPS), à la fin du XXème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement
observables et leurs vitesses sont confirmées.
L’évolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique
En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction et produite
dans les dorsales.
La divergence des plaques de part et d’autre de la dorsale permet la mise en place d’une lithosphère
nouvelle à partir de matériaux d’origine mantélique.
Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère océanique s’incorporent au
manteau.
Objectifs et mots clés. Il s’agit de construire une représentation graphique synthétique du modèle
global et de fournir aux élèves les données essentielles sur le fonctionnement d’une dorsale type.